- •Билет 1 Взаимодействие тел. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.
- •Билет 2 Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона. Принцип относительности в механике.
- •Билет 3 Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
- •Билет 4 Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. (Третий закон Ньютона. Значение законов Ньютона.)
- •Билет 5 Импульс. Закон сохранения импульса.
- •Билет 6 Упругие деформации. Закон Гука. (Сила упругости. Закон Гука.)
- •Билет 7 Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона.
- •Билет 8 Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механике.
- •Билет 9 Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера.
- •Билет10
- •Билет 11 Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания а контуре. Формула Томпсона.
- •Билет 12 Опыт резерфорда. Ядерная модель атома.
- •Билет 13 Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции.
- •Билет 14 Квантовые постулаты Бора. Излучение и поглощение света атомами.
- •II постулат Бора (правило частот):
- •Ill постулат Бора (правило квантования орбит): стационарные (разрешенные) электронные орбиты в атоме находятся из условия
- •Билет 15
- •Билет 16
- •Билет 16 Идеальный газ. Изотермический, изобарный и изохорный процессы в идеальном газе. Идеальный газ. Газовые законы. Закон Авогадро. Закон Дальтона.
- •Билет 18
- •Билет 19
- •Билет 20
- •Билет 21
- •Билет 22 Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
- •Билет 23
- •Билет 24
- •Билет 25
- •Билет 26 Электромагнитные волны. Свойства электромагнитных волн. Скорость распространения электромагнитной волны.
- •Билет 27
Билет 2 Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона. Принцип относительности в механике.
Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого, тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры.
Масса тела – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик матери, определяющая ее инерциальные и гравитационные свойства.
П ростые наблюдения и опыты, например с тележками (рис. 2), приводят к следующим качественным заключениям:
а) тело, на которое другие тела не действуют, сохраняет свою скорость неизменной;
б) ускорение тела возникает под действием других тел, но зависит и от самого тела;
в) действия тел друг на друга всегда носят характер взаимодействия. Эти выводы подтверждаются при наблюдении явлений в природе, технике, космическом пространстве только в инерциальных системах отсчета.
Взаимодействия отличаются друг от друга и количественно, и качественно. Например, ясно, что чем больше деформируется пружина, тем больше взаимодействие ее витков. Или, чем ближе два одноименных заряда, тем сильнее они будут притягиваться. В простейших случаях взаимодействия количественной характеристикой является сила. Сила — причина ускорения тел по отношению к инерциальной системе отсчета или их деформации. Сила — это векторная физическая величина, являющаяся мерой ускорения, приобретаемого телами при взаимодействии. Сила характеризуется: а) модулем; б) точкой приложения; в) направлением.
Единица измерения силы — ньютон. 1 ньютон — это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с в направлении действия этой силы, если другие тела на него не действуют. Равнодействующей нескольких сил называют силу, действие которой эквивалентно действию тех сил, которые она заменяет. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу.
На основании опытных данных были сформулированы законы Ньютона. Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, обратно пропорционально его массе и направлено так же, как и равнодействующая сила: а = F/m.
Для решения задач закон часто записывают в виде: F = та.
Экспериментальное задание: «Определение сопротивления резистора».
Оборудование: источник постоянного тока (лабораторный), резистор (1 — 4 Ом), амперметр и вольтметр (лабораторные), реостат (6 Ом), ключ, соединительные провода.
Порядок выполнения задания.
1. Собрать цепь, соединив последовательно источник тока, амперметр, резистор, реостат и ключ. Параллельно резистору подключить вольтметр.
2. Измерить силу тока I в цепи и напряжение U на резисторе.
3. Определить сопротивление резистора по формуле:
Билет 3 Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации, или силами всемирного тяготения. Сила всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил законы движения небесных тел и выяснил, что F = G(m1*m2)/R2, где G — коэффициент пропорциональности, называется гравитационной постоянной. Численное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш, измеряя силу взаимодействия между свинцовыми шарами. В результате закон всемирного тяготения звучит так: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.
Физический смысл гравитационной постоянной вытекает из закона всемирного тяготения. Если m1 = m2 = 1 кг, R = 1 м, то G = F, т. е. гравитационная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное значение: G = 6,67 • 10-11 Н • м2/кг2. Силы всемирного тяготения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или хотя бы масса одного из тел велика). Закон же всемирного тяготения выполняется только для материальных точек и шаров (в этом случае за расстояние принимается расстояние между центрами шаров).
Ч астным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свободного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона g = fт/m, следовательно, fт = mg. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты h над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно 9,831 м/с2.
В технике и быту широко используется понятие веса тела. Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете (рис. 5). Вес тела обозначается Р. Единица измерения веса — 1 Н. Так как вес равен силе, с которой тело действует на опору, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Поэтому, чтобы найти вес тела, необходимо найти, чему равна сила реакции опоры.
Рассмотрим случай, когда тело вместе с опорой не движется. В этом случае сила реакции опоры, а следовательно, и вес тела равен силе тяжести (рис. 6):р = N = mg.
В случае движения тела вертикально вверх вместе с опорой с ускорением, по второму закону Ньютона, можно записать mg + N = та (рис. 7, а).
В проекции на ось OX: -mg + N = та, отсюда N = m(g + а).
Следовательно, при движении вертикально вверх с ускорением вес тела увеличивается и находится по формуле Р = m(g + а).
Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают на себе космонавты как при взлете космической ракеты, так и при торможении корабля при входе в плотные слои атмосферы. Испытывают перегрузки и летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, и водители автомобилей при резком торможении.
Если тело движется Вниз по вертикали, то с помощью аналогичных рассуждений получаем mg +
+N = та; mg -N = та; N = m(g -а); Р = m(g - а), т. е. вес при движении по вертикали с ускорением будет меньше силы тяжести.
Если тело свободно падает, в этом случае Р = (g - g)m = 0.
Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением, поэтому в корабле наблюдается состояние невесомости.
Экспериментальное задание: «Исследование распределения напряжения на участках электрической цепи с последовательным соединением проводников».
Оборудование: источник постоянного тока (лабораторный), два резистора (1,2 или 4 Ом), вольтметр (лабораторный), ключ, соединительные провода.
Порядок выполнения задания.
Собрать электрическую цепь, включив последовательно источник тока, два резистора и ключ.
Измерить вольтметром напряжение U1 сначала на первом резисторе, затем U2 — на втором и, наконец, U — на обоих резисторах.
Проверить выполнение равенства: